Океанология, 2022, T. 62, № 1, стр. 165-167

Согласно Плану морских экспедиционных исследований, несмотря на охватившую весь мир коронавирусную инфекцию COVID-19, с 17 ноября по 10 декабря 2020 г. на НИС “Академик Опарин” (рейс № 61) состоялась международная комплексная экспедиция, организованная Тихоокеанским океанологическим институтом им. В.И. Ильичева (ТОИ ДВО РАН).

Основной целью экспедиции являлось выполнение комплексных геолого-геофизических, газогеохимических, микробиологических и океанографических исследований, направленных на изучение условий и механизмов формирования Японского моря, Татарского пролива и корреляции распространения газо-флюидных потоков с сетью тектонических разломов.

Экспедиционные исследования проводились в 2-х районах: в северной и центральной части Татарского пролива и в северной части Японского моря. В пределах первого района было отработано 2 полигона, в пределах второго – 5 (рис. 1).

Рис. 1.

Карта-схема маршрута исследования и расположения районов работ в рейсе № 61 НИС “Академик Опарин”, 17 ноября–10 декабря 2020 г. (на врезках: в левой части показаны станции опробования на полигонах, в правой части показан глендонит и карбонатная конкреция в срезе): 1 – районы работ и их номер, 2 – полигоны работ и их номер, 3 – профили геофизической съемки, 4 – геологические станции и их номер, 5 – маршрут движения судна.

По всему маршруту движения судна комплекс методов включал гравиметрические исследования, непрерывное акустическое зондирование водной толщи, магнитометрию, регистрацию температуры и солености в поверхностном слое воды и атмохимические измерения содержания метана, CO₂ и ртути в приводном слое атмосферы. На станциях осуществлялось геологическое опробование донных отложений гравитационными трубками для определения их минерального, газогеохимического и бактериального состава.

В результате были получены данные по распределению магнитного и гравитационного полей в северной части Татарского пролива, что не только позволило увеличить исследованную нами ранее акваторию, но и дало новый материал для физико-геологического моделирования глубинного строения этого региона. Подробно закартирована новая вулканическая гора на полигоне № 3, обнаруженная на окраине бордерленда о. Хоккайдо в 85-м рейсе (2019 г.) НИС “Академик М.А. Лаврентьев”.

По результатам гидроакустических исследований получены данные о рассеянии звука в верхнем слое моря, обусловленные мелкомасштабными неоднородностями (планктон, турбулизованные слои, пузырьки). Обнаружены две придонные акустические аномалии, связанные, вероятно, с возможным выходом газов в Татарском проливе и в Японском море.

Полученный в рейсе большой массив данных о содержаниях в атмосфере атомарной ртути (Hg(0)) позволил определить (CWT-анализ) наиболее вероятные регионы-источники, поставляющие этот элемент в атмосферу северо-западной части Японского моря.

В ходе экспедиции опробование осадка выполнялось на 1, 2, 4–6 полигонах. В результате обнаружены новые и детализированы уже известные аномальные газогеохимические поля – индикаторы углеводородных скоплений. В центральной части Татарского пролива, в новом районе севернее мыса Сюркум найден слой осадков почти черного цвета из-за обильного проявления гидротроилитовой минерализации, которая маркирует восстановительные условия с низким содержанием кислорода и потоки восстановленных газов.

В районе континентального склона северного Приморья (акватория в районе Амгу) фактически найден новый район с уникальной сульфидной и карбонатной аутигенной минерализацией. Обнаружена целая коллекция аутигенных минералов: икаит, кристаллы глендонита, карбонатные конкреции, сульфиды нескольких генераций, кристаллы барита, в том числе в ассоциации с сульфидами.

Кроме того, в экспедиции собрана ценная коллекция бентосной фауны и инфауны, особенно много морских червей, которые живут на разных горизонтах ниже дна и моллюски. Возможно, нами обнаружена необычная экосистема в гравийно-галечниковых отложениях, которые перекрыты плотным слоем песка с илом (около 20–30 см).

Микробиологические исследования керна прочно вошли в экспедиционный комплекс методов. Основной упор был сделан на изучение нефтеокисляющих, углеводородокисляющих, метанотрофных и сульфатредуцирующих бактерий. Установлено, что на исследуемой акватории наибольшее распространение имеют нефтеокисляющие микроорганизмы. Распределение углеводородокисляющих микроорганизмов сильно зависело от концентрации азота в среде. Рост сульфатредуцирующих микроорганизмов был зафиксирован только в 7 станциях.

В результате газогеохимических исследований донных отложений уточнены ареалы распространения аномальных полей углеводородных газов (метан и его гомологи). По результатам исследований значительно увеличена площадь акватории, содержащей аномально высокие концентраций метана, в районе проявлений газогидратов в южной части Татарского пролива, и обнаружены новые аномалии в районах интенсивного проявления аутигенной карбонатной минерализации на континентальном склоне Приморского края (до 0.8 млмоль/дм³ в керне осадка станции OP61-41GC, горизонт 350 см).

Повышенные концентрации гелия выявлены в осадках континентального склона Приморья. Также в центральной части Татарского пролива, в активной флюдо-проводящей зоне дегазации, установленной по результатам предшествующих работ (рейс 54 НИС “Академик Опарин” и рейс 81 НИС “Академик М.А. Лаврентьев”), в кернах осадка зафиксированы аномалии гелия. Результаты газогеохимических исследований показали, что распределение водорода в кернах осадка района работ остается на уровне фоновых значений для северной части Японского моря и не превышает 6.5 ppm.

В экспедиции отбирались пробы поровых вод, которые будут проанализированы на содержание основных ионов (Cl, SO₄, Na, K, Mg, Ca), для оценки потока метана на основе анализа сульфат иона. Также будут определены микроэлементы (Li, Sr и др.) для оценки вклада глубинных источников флюида. Для исследования палеоокеанологических характеристик и построения хроностратиграфической модели отобраны образцы осадков на изучение микроводорослей (бентосные диатомеи, фораминиферы), а также образцы углеродсодержащих объектов (древесина, остатки скелета рыб, раковины, фораминиферы).

Источники финансирования. Экспедиционные работы проведены при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках Госзадания ТОИ ДВО РАН: Рег. №№ 121021500053-6, 121021500055-0, АААА-А19-119122090009-2, АААА-А20-120021990003-3, АААА-А20-120011090005-7, гранта РФФИ № 20-55-50005 ЯФ_а, а также при поддержке гранта Президента МК-357.2021.1.5.

Благодарности. Научный состав благодарит капитана дальнего плавания С.С. Склярова и экипаж за помощь в успешном выполнении запланированных в экспедиции исследований. Отдельная благодарность УНИФ и Минобрнауки РФ за содействие в решении вопросов организации экспедиции.